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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft allgemein Vorrichtungen und Verfahren zum Aufbringen
von orthodontischem Klebstoff auf orthodontische Apparate, die auf die
Zähne eines Patienten geklebt werden. Insbesondere betrifft
die Erfindung Vorrichtungen und Verfahren zum Aufbringen von orthodontischem
Klebstoff auf Apparate, die bei indirekten Klebvorgängen
verwendet werden, wie etwa Apparate, die mit Indirektklebtrays oder
Spannvorrichtungen verbunden sind.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Orthodontische
Behandlung umfasst die Bewegung von fehlpositionierten Zähnen
an gewünschte Stellen in der Mundhöhle. Orthodontische
Behandlung kann den Gesichtsausdruck des Patienten verbessern, insbesondere
in Fällen, wo die Zähne deutlich schief stehen
oder wo die Kiefer fehlausgerichtet zueinander liegen. Orthodontische
Behandlung kann auch die Funktion der Zähne dadurch verbessern, dass
eine bessere Okklusion während des Kauvorgangs erreicht
wird.
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Ein
verbreiteter Typ von orthodontischer Behandlung umfasst die Verwendung
winziger geschlitzter Apparate, die als Brackets bekannt sind. Die
Brackets werden an den Zähnen des Patienten fixiert, und
ein Drahtbogen wird im Schlitz jedes Brackets platziert. Der Drahtbogen
bildet eine Bahn zur Führung der Bewegung der Zähne
an gewünschte Stellen.
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Die
Enden orthodontischer Drahtbögen sind oft mit kleinen Apparaten
verbunden, die als Bukkalröhrchen bezeichnet werden und
die wiederum an den Mahlzähnen eines Patienten befestigt
sind. In vielen Fällen ist ein Satz aus Brackets, Buk kalröhrchen
und einem Drahtbogen sowohl für den oberen als auch für
den unteren Zahnbogen des Patienten vorgesehen. Die Brackets, Bukkalröhrchen
und Drahtbögen werden allgemein insgesamt als "Klammern"
bezeichnet.
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Bei
vielen Typen von orthodontischen Techniken ist die genaue Position
der Apparate am Zahn ein wichtiger Faktor, um dazu beizutragen,
sicherzustellen, dass die Zähne sich in ihre vorgesehenen endgültigen
Positionen bewegen. Beispielsweise ist ein verbreiteter Typ von
orthodontischer Behandlungstechnik bekannt als die "Geraddrahttechnik" (engl. „straight-wire
technique"), wobei der Drahtbogen bei Abschluss der Behandlung in
einer horizontalen Ebene liegt. Wenn ein Bracket am Zahn an einer
Stelle angebracht wird, die zu nahe an der okklusalen oder äußeren
Spitze des Zahns ist, stellt der Kieferorthopäde, der eine
"Geraddrahttechnik" verwendet, folglich mit Wahrscheinlichkeit fest,
dass der Zahn in seiner endgültigen Position übermäßig
intrudiert ist. Wenn dagegen das Bracket am Zahn an einer Stelle
angebracht ist, die näher als angemessen an der Gingiva
ist, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass die endgültige
Position des Zahns stärker extrudiert ist als erwünscht.
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Im
allgemeinen werden orthodontische Apparate, die dafür geeignet
sind, mit den Zähnen des Patienten haftend verbunden zu
werden, an den Zähnen platziert und mit diesen durch eine
von zwei Techniken verbunden: eine Direktklebtechnik oder eine Indirektklebtechnik.
Bei der Direktklebtechnik werden der Apparat und der Klebstoff mit
einer Pinzette oder einem anderen Handinstrument ergriffen und vom
Arzt auf der Oberfläche des Zahns an einer Stelle, die
der gewünschten Stelle sehr nahe kommt, platziert. Als
nächstes wird der Apparat nach Bedarf entlang der Oberfläche
des Zahns verschoben, bis der Arzt mit dessen Position zufrieden
ist. Wenn der Apparat in seiner genauen vorgesehenen Position ist,
wird der Apparat fest auf den Zahn gedrückt, um den Apparat
im Klebstoff anzuordnen. Überschüssiger Klebstoff
in Bereichen in der Nachbarschaft zur Basis des Apparats wird entfernt,
und der Klebstoff kann dann härten und den Apparat an Ort
und Stelle fest fixieren.
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Obwohl
die oben beschriebene Direktklebtechnik verbreitete Anwendung findet
und von vielen als zufriedenstellend erachtet wird, gibt es Nachteile, die
dieser Technik anhaften. Beispielsweise kann der Zugang zur Oberfläche
von fehlpositionierten Zähnen schwierig sein. In bestimmten
Fällen und besonders in Verbindung mit hinteren Zähnen
kann der Arzt Schwierigkeiten haben, die genaue Position des Brackets
relativ zur Zahnoberfläche zu sehen. Außerdem
kann der Apparat während der Zeit, wo der überschüssige
Klebstoff in der Nähe der Basis des Apparats entfernt wird,
unbeabsichtigt von seiner vorgesehenen Stelle verschoben werden.
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Ein
weiteres Problem im Zusammenhang mit der oben beschriebenen Direktklebtechnik
betrifft die erhebliche Zeitdauer, die benötigt wird, um
den Vorgang der Klebung jedes Apparats an jeden einzelnen Zahn durchzuführen.
Normalerweise versucht der Arzt sicherzustellen, dass jeder Apparat
in seiner genauen vorgesehenen Lage positioniert wird, bevor der
Klebstoff härtet, und eine bestimmte Zeitdauer kann notwendig
sein, bevor der Arzt mit der Lage jedes Apparats zufrieden ist.
Gleichzeitig kann der Patient jedoch während des Vorgangs
Unbehagen verspüren und Schwierigkeiten haben, relativ
bewegungslos zu bleiben, besonders wenn der Patient ein Jugendlicher
ist. Wie man anerkennen wird, gibt es Aspekte der Direktklebtechnik,
die man sowohl für den Arzt als auch für den Patienten
als belastend ansehen kann.
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Indirektklebtechniken
vermeiden viele der oben genannten Probleme. Im Allgemeinen haben
in der Vergangenheit bekannte Indirektklebtechniken die Verwendung
einer Platziervorrichtung erfordert, die eine Form hat, die der
Konfiguration zumindest eines Teils des Zahnbogens des Patienten
entspricht. Ein Typ von Platzierungsvorrichtung wird häufig
als "Übertragungstray" bezeichnet und hat normalerweise
einen Hohlraum zur gleichzeitigen Aufnahme einer Anzahl von Zähnen.
Ein Satz Apparate, wie etwa Brackets, werden lösbar mit
dem Tray an gewissen vorbestimmten Stellen verbunden.
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Andere
Typen von Platzierungsvorrichtungen, die bei indirekter Klebung
verwendet werden, werden häufig als "Platzierungsschablone"
bezeichnet und gleichen einem Rahmen, der ei nen oder mehrere Zähne
an bestimmten Stellen berührt. Beispielsweise kann eine
Platzierungsschablone, die zur Verwendung beim Ankleben eines einzelnen
Apparats an einen einzelnen Zahn hergestellt ist, einen Arm haben,
der sich über ein inzisales Teilstück des Zahns
erstreckt und dieses berührt. Ein Apparat, wie etwa ein
Bracket, wird mit der Platzierungsschablone an einer gewissen vorbestimmten
Stelle relativ zum Zahn lösbar verbunden.
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Während
der Verwendung orthodontischer Platzierungsvorrichtungen zur indirekten
Klebung wird vom Kieferorthopäden oder einem Mitarbeiter normalerweise
ein Klebstoff auf die Basis jedes Apparats aufgebracht. Die Platzierungsvorrichtung
wird dann über den Zähnen des Patienten platziert
und verbleibt an dieser Stelle, bis zu einer Zeit, in der der Klebstoff
härtet. Als nächstes wird die Platzierungsvorrichtung
von den Zähnen sowie von den Apparaten mit dem Ergebnis
gelöst, dass alle Apparate, die vorher mit der Platzierungsvorrichtung
verbunden waren, nunmehr an jeweiligen Zähnen in ihren
vorgesehenen vorbestimmten Stellen angeklebt sind.
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Indirektklebtechniken
bieten eine Anzahl von Vorteilen gegenüber Direktklebtechniken.
Beispielsweise ist es bei Indirektklebtechniken möglich,
mehrere Apparate an einem Zahnbogen eines Patienten gleichzeitig
anzukleben, wodurch nicht mehr jeder Apparat einzeln angeklebt werden
muss. Außerdem kann die Platzierungsvorrichtung dazu beitragen,
die Apparate in ihren richtigen vorgesehenen Positionen anzuordnen,
so dass eine Justierung jedes Apparats auf der Oberfläche
des Zahnes vor der Klebung vermieden wird. Die erhöhte
Platzierungsgenauigkeit der Apparate, die häufig durch
Indirektklebvorgänge erbracht wird, trägt dazu
bei, sicherzustellen, dass die Zähne des Patienten bei
Abschluss der Behandlung an ihre richtigen vorgesehenen Positionen
bewegt worden sind.
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In
den letzten Jahren sind viele Verbesserungen auf dem Gebiet der
indirekten Klebung gemacht worden. Beispielsweise beschreibt das
US-Patent 5 971 754 (Sondhi
et al.) einen Zwei-Komponenten-Indirektklebstoff mit einer relativ
schnellen Härtungszeit, die die Zeitdauer, in der das Tray
an den Zähnen des Patienten festgehalten werden muss, reduziert. Das
US-Patent 6 123 544 (Cleary)
beschreibt ein Übertragungstray, das bewegliche Arme zur
Platzierung von Apparaten an den Zähnen des Patienten aufnimmt,
wenn das Tray in der Mundhöhle positioniert ist. Das
US-Patent 7 020 963 (Cleary
et al.) beschreibt u. a. eine Übertragungsvorrichtung mit
einem verbesserten Matrixmaterial zum lösbaren Halten von
Vorrichtungen an Ort und Stelle. Die veröffentlichte US-Patentanmeldung
2005/0074716-A1 (Cleary et al.) beschreibt eine Platzierungsvorrichtung
mit Apparaten, die vom Hersteller vorbeschichtet sind und in einem
Behälter aufgenommen sind, bei Bedarf zum bequemen Gebrauch
durch den Arzt.
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Viele
verschiedene orthodontische Klebstoffe sind verfügbar,
und bestimmte Ärzte bevorzugen die Verwendung orthodontischer
Klebstoffe mit relativ geringen Viskositäten. Niedrigviskose
Klebstoffe bereiten jedoch Schwierigkeiten, wenn sie auf die Basis des
Apparats vom Hersteller vorher aufgebracht sind. Beispielsweise
kann der Klebstoff nicht ausreichend steif sein, um den Klebstoff
während des Versands des Behälters und des Umgangs
mit diesem und bis zu einer Zeit, in der der Behälter vom
Arzt geöffnet worden ist, in seiner Form und an seiner
richtigen Stelle auf der Basis der Apparate halten zu können.
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Außerdem
besteht weiterhin die Notwendigkeit, den Stand der Technik der indirekten
Klebung zu verbessern, so dass die Zeit des Arztes bei der Durchführung
des Klebvorgangs reduziert wird. Eine solche Reduzierung der Zeit
kann auch für den Patienten von Vorteil sein, da die Stuhlzeit
ebenfalls reduziert wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine orthodontische Apparateplatzierungsvorrichtung
und eine Klebstoffabgabeanordnung. Die Platzierungsvorrichtung,
wie etwa ein Übertragungstray oder eine Platzierungsschablone,
weist mehrere orthodontische Apparate auf. Eine Klebstoffabgabeeinheit
ist entsprechend aufgebaut, um die Platzierungsvorrichtung aufzunehmen
und eine orthodontische Klebstoffmenge auf die Basis einer Anzahl
von Apparaten gleichzeitig aufzubringen.
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Genauer
gesagt, die Erfindung betrifft unter einem Aspekt eine orthodontische
Anordnung, die eine orthodontische Apparatplatzierungsvorrichtung mit
Wandabschnitten bzw. Wandteilstücken aufweist, die der
Konfiguration zumindest eines Abschnitts eines Zahnbogens eines
Patienten entsprechen. Diese Anordnung weist auch eine Anzahl orthodontischer Apparate
auf, die lösbar mit der Platzierungsvorrichtung verbunden
werden. Jeder der Apparate hat eine Basis zum Ankleben des Apparats
an einem Zahn. Die Anordnung weist ferner eine Klebstoffabgabeeinheit
mit Wandabschnitten auf, die entsprechend beschaffen sind, um die
Platzierungsvorrichtung passend aufzunehmen. Die Abgabeeinheit hat
mehrere Klebstoffapplikatoren, und jeder Applikator ist entsprechend
positioniert, um eine orthodontische Klebstoffmenge auf die Basis
eines der Apparate aufzubringen, wenn die Platzierungsvorrichtung
an der Abgabeeinheit aufgenommen ist.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine orthodontische Anordnung.
Unter diesem Aspekt weist die Anordnung ein Indirektklebübertragungstray
mit Wandteilstücken auf, die der Konfiguration zumindest
eines Abschnitts eines Zahnbogens eines Patienten entsprechen. Außerdem
weist die Anordnung eine Anzahl orthodontischer Apparate auf, die
lösbar mit den Wandteilstücken verbunden sind.
Jeder der Apparate hat eine Basis zum Aufkleben des Apparats auf
einem Zahn. Die Anordnung weist auch einen Modellzahnbogen mit einer
Konfiguration auf, die zumindest einem Abschnitt des Zahnbogens
des Patienten entspricht. Der Modellzahnbogen weist eine Anzahl
von Modellzähnen auf. Die Anordnung weist zusätzlich
eine orthodontische Klebstoffmenge auf, die sich über zumindest
einen Abschnitt einiger der Modellzähne erstreckt. Jede
orthodontische Klebstoffmenge wird relativ zum Modellzahn positioniert,
um die Basis eines der Apparate zu berühren, wenn das Übertragungstray
auf dem Modellzahnbogen platziert wird.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung sind in den Merkmalen der Ansprüche
definiert.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Seitenansicht einer orthodontischen Anordnung, die entsprechend
einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist, und
zeigt eine Platzierungsvorrichtung der Anordnung, die von der Klebstoffabgabeeinheit
der Anordnung beabstandet ist;
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2 ist
eine Ansicht etwa ähnlich wie 1, außer
dass die Platzierungsvorrichtung auf der Klebstoffabgabeeinheit
aufgenommen worden ist;
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3 ist
eine vergrößerte Schnittansicht der orthodontischen
Anordnung, wie in 1 gezeigt;
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4 ist
eine vergrößerte Schnittansicht der orthodontischen
Anordnung, wie sie in 2 erscheint;
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5 ist
eine vergrößerte Schnittansicht der Platzierungsvorrichtung,
die in 1 bis 4 gezeigt ist, und stellt die
Platzierungsvorrichtung dar, wie sie aussehen könnte, nachdem
eine Klebstoffmenge auf die Basis eines orthodontischen Apparats aufgebracht
worden ist, und stellt außerdem einen der Zähne
des Patienten dar;
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6 ist
eine Schnittansicht ähnlich wie 3, außer
dass sie eine orthodontische Anordnung zeigt, die entsprechend einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist; und
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7 ist
eine Schnittansicht einer Platzierungsvorrichtung einer orthodontischen
Anordnung, die entsprechend noch einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung aufgebaut ist.
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Definitionen
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- "Mesial" heißt in einer Richtung zur Mitte des
gekrümmten Zahnbogens eines Patienten.
- "Distal" heißt in einer Richtung weg von der Mitte
des gekrümmten Zahnbogens des Patienten.
- "Okklusal" heißt in einer Richtung zu den äußeren Spitzen
der Zähne eines Patienten.
- "Gingival" heißt in einer Richtung zum Gaumen oder der
Gingiva eines Patienten.
- "Fazial" heißt in einer Richtung zu den Wangen oder Lippen
des Patienten.
- "Lingual" heißt in einer Richtung zur Zunge des Patienten.
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Ausführliche Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsformen
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Eine
orthodontische Anordnung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung ist in 1 bis 4 dargestellt
und mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die orthodontische
Anordnung 10 weist insgesamt eine Platzierungsvorrichtung
oder ein Übertragungstray 12 (auch in 5 gezeigt)
und eine Anzahl orthodontischer Apparate 14 auf, die mit
dem Übertragungstray 12 lösbar verbunden
sind. Die Anordnung 10 weist außerdem eine Klebstoffabgabeeinheit 16 auf,
die das Übertragungstray 12 bei Bedarf lösbar
aufnimmt, um den Klebstoff auf die Apparate 14 aufzubringen.
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Genauer
gesagt, weist das Übertragungstray 12 einen Kanal 18 (siehe
z. B. 3 und 5) mit einer Form auf, die dem
Negativbild eines der Zahnbögen des Patienten entspricht.
In dem in den Zeichnungen gezeigten exemplarischen Tray 12 ist
der Kanal 18 dafür eingerichtet, einen unteren
Zahnbogen eines Patienten aufzunehmen, obwohl in diesem Zusammenhang
gilt, dass als Alternative das Übertragungstray 12 entsprechend
aufgebaut sein kann, den obere Zahnbogen des Patienten aufzunehmen.
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Das
Tray 12 kann gemäß irgendeiner von vielen
verschiedenen bekannten Techniken aufgebaut sein. In dem in 1 bis 5 gezeigten
Beispiel weist das Tray 12 eine Außenschale 20,
die relativ steif ist, und ein Innenteilstück eines Matrixmaterials 22 auf,
das relativ flexibel ist. Ein geeignetes Material für die
Schale 20 ist eine Polycarbonatbahn, wie etwa Material
der Marke Makrolon von Bayer, oder Polycarbonat der Marke Lexan
von GE, mit einer Dicke von 0,06 Zoll (1,5 mm). Andere Materialien, wie
etwa Polyethylenterephthalat ("PET"), Polyethylenterephthalatglycol
("PETG") oder Polystyrol, können auch verwendet werden.
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Vorzugsweise
hat das Matrixmaterial 22 eine relativ geringe Viskosität
vor dem Härten, so dass ein inniger Kontakt zwischen dem
Matrixmaterial 22 und den im Kanal 18 aufgenommenen
orthodontischen Apparaten sichergestellt ist. Auf diese Weise ist
das Matrixmaterial 22 in der Lage, in verschiedene Aussparungen,
Hohlräume oder andere Strukturmerkmale jedes Apparats weitgehend
einzudringen, so dass eine sichere Verbindung zwischen dem Apparat und
dem Matrixmaterial 22 hergestellt werden kann. Ein Beispiel
eines geeigneten Matrixmaterials mit einer relativ geringen Viskosität
vor dem Härten ist ein Silikonmaterial, wie etwa Silikonmaterial
"RTV615" von General Electric.
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Das
Matrixmaterial 22 hat vorzugsweise eine Viskosität
vor dem Härten, die geringer ist als etwa 60000 cP. Insbesondere
hat das Matrixmaterial 22 eine Viskosität vor
dem Härten, die geringer ist als etwa 25000 cP. Besonders
bevorzugt hat das Matrixmaterial eine Viskosität, die geringer
ist als etwa 8000 cP. Wenn das Matrixmaterial 22 gehärtet
ist, hat es eine Härte (Shore A), die im Bereich von etwa
10 bis etwa 80 liegt, mehr bevorzugt im Bereich von etwa 30 bis
etwa 60 und besonders bevorzugt im Bereich von etwa 40 bis etwa
50.
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Als
Alternative kann das Matrixmaterial 22 ein Zahnabdruckmaterial
oder ein Bissregistrierungsmaterial aufweisen. Geeignete Materialien
sind u. a. Polyvinylsiloxan-Abdruckmaterial, wie etwa Vinylpolysiloxanmaterial
der Marke Memosil 2 von Heraeus Kulzer Inc., oder klares Bissregistriermaterial
der Marke Peppermint Snap von Discus Dental. Ein weiteres geeignetes
Matrixmaterial ist Silikon-Abdruckmaterial der Marke Affinity Crystal
von Clinician's Choice Dental Products, Inc. Wenn ein lichthärtbarer Klebstoff
zum Ankleben der Apparate an den Zähnen des Patienten anschließend
zu verwenden ist, ist das Matrixmaterial 22 vorzugsweise
optisch durchsichtig und lässt aktinische Strahlung ohne
wesentliche Absorption durch, wenn es gehärtet ist.
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Vorzugsweise
hat die Innenfläche des Matrixmaterials 22, die
dem Kanal 18 gegenüberliegt, Konturen, die den
Konturen der einzelnen Zähne des Patienten genau entsprechen,
sowie eine Gesamtkonfiguration, die der Ausrichtung jedes Zahns
relativ zu anderen Zähnen in demselben Zahnbogen entspricht,
wenn die Zähne zu Beginn der Behandlung in ihrem anfänglichen Malokklusionszustand
sind. Wenn das Tray 12 über dem Zahnbogen des
Patienten platziert ist, bietet der Kanal 18 des Trays 12 daher
eine genaue Passform bezüglich der Zähne des Patienten,
so dass, wenn überhaupt, wenig Toleranz oder "Slop" vorhanden
ist und eine Relativbewegung zwischen dem Tray 12 und dem
Zahnbogen weitgehend verhindert wird.
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Die
orthodontischen Apparate 14 werden mit dem Matrixmaterial 22 des
Trays 12 lösbar verbunden. In 1 bis 5 ist
der exemplarisch dargestellte orthodontische Apparat 14 ein
orthodontisches Bracket, obwohl andere Apparate auch möglich
sind. Beispiele für andere geeignete Apparate sind u. a. Bukkalröhrchen,
Knöpfe, angeformte "Höcker" beispielsweise aus
Verbundmaterial oder irgendein anderer metallischer oder nichtmetallischer
"Bügel" oder eine andere Struktur, der bzw. die mit den
Zähnen verbunden ist und einen Ansatzpunkt für
ein Kraftansatzteil, wie etwa einen Draht, ein Ausrichtungstray,
ein Polymerstreifen, ein(e) Elastomerband oder -kette oder irgendeine
Kombination der Vorgenannten bietet. Bei Bedarf können
Apparate für einige der Zähne im Zahnbogen, wie
etwa Mahlzähne oder Zähne, die nur teilweise eruptiert
sind, weggelassen werden.
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Der
exemplarische Apparat 14, wie in 1 bis 5 gezeigt,
weist eine Basis 24 (siehe z. B. 3) auf,
die mit einem Basisflansch 26 verbunden ist. Der Apparat 14 hat
auch einen Körper 28, der sich vom Basisflansch 26 nach
außen erstreckt. Vier Verbindungsschenkel 30 (nur
zwei sind in 3 bis 5 dargestellt)
sind mit dem Körper 28 verbunden, und ein Drahtbogenschlitz 32 erstreckt
sich durch einen Zwischenraum zwischen den Verbindungsschenkeln 30.
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Der
Basisflansch 26, der Körper 28 und die Verbindungsschenkel 30 können
aus irgendeinem Material einer Anzahl von Materialien bestehen,
die zur Verwendung in der Mundhöhle geeignet sind und eine
ausreichende Festigkeit haben, um den Korrekturkräften,
die während der Behandlung wirken, standzuhalten. Geeignete
Materialien sind u. a. beispielsweise metallische Materialien (wie
etwa nichtrostender Stahl), Keramikmaterialien (wie etwa monokristallines
oder polykristallines Aluminiumoxid) und Kunststoffmaterial (wie
etwa faserverstärk tes Polycarbonat). Als Wahlmöglichkeit
sind der Basisflansch 26, der Körper 28 und
die Verbindungsschenkel 30 als einheitliche Komponente
einstückig hergestellt.
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Die
Basis 24 des Apparats 14 besteht vorzugsweise
aus einem Material, das sich von dem Material unterscheidet, aus
dem der Basisflansch 26 besteht, und hat eine Konfiguration,
die der Konfiguration eines Abschnitts einer Zahnstruktur eines
Patienten entspricht. Insbesondere hat die Basis 24 eine konkave
Kontur, die eine Nachbildung der konvexen Kontur des Abschnitts
des Zahns des Patienten ist, die die letzte gewünschte
Lage des Apparats 14 am Zahn darstellt. Als Wahlmöglichkeit
ist die konkave Kontur der Basis 24 eine zusammengesetzte
konkave Kontur (d. h. gekrümmt in Richtungen entlang zweier
zueinander senkrechter Referenzebenen).
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Geeignete
Verfahren zur Herstellung des Trays
12 und der Basis
24 sind
beschrieben im
US-Patent 7 020
963 (Cleary et al.), in der veröffentlichten US-Patentanmeldung
2004/0219473 (Cleary et al.) und in der veröffentlichten
US-Patentanmeldung 2006/0223031-A1. Vorzugsweise weist das Tray
12 auch
Verschlussanschläge auf, wie etwa in der veröffentlichten
US-Patentanmeldung 2006/0223021-A1 beschrieben. Andere Konstruktionen
für das Tray
12 sind auch möglich, wie
etwa die Trays, die im
US-Patent
5 971 754 (Sondhi et al.) beschrieben sind.
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Die
Abgabeeinheit 16 weist in dieser Ausführungsform
ein Modell 34 des unteren Zahnbogens des Patienten auf.
Das Zahnmodell 34 weist eine Anzahl von Modellzähnen 36 auf,
die jedem Zahn des unteren Zahnbogens des Patienten entsprechen. Das
Zahnmodell 34 weist als Wahlmöglichkeit auch ein
Modellgingivagewebe 38 sowie eine Basis oder einen Sockel 40 auf
(1 und 2).
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Als
Wahlmöglichkeit ist das Modell 34 eine vom Hersteller
benutzte Nachbildung des Modells zur Herstellung des Übertragungstrays 12.
Als eine weitere Wahlmöglichkeit ist das Zahnmodell 34 das gleiche
Modell, das vorher während des Herstellungsprozesses verwendet
worden ist, um das Übertragungstray 12 herzustellen.
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Als
Wahlmöglichkeit wird das Zahnmodell 34 hergestellt,
indem zunächst ein Abdruck des unteren Zahnbogens des Patienten
genommen wird, wobei sorgfältig vorgegangen wird, um eine übermäßige Verzerrung
zu vermeiden. Ein Alginatabdruckmaterial kann verwendet werden,
wie etwa das Alginatabdruckmaterial der Marke Unijel II von 3M Unitek.
Als Alternative kann Hydrocolloid oder Vinylpolysiloxan-Abdruckmaterial
verwendet werden, wie etwa Vinylpolysiloxan-Abdruckmaterial der
Marke Penta von 3M ESPE.
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Das
Zahnmodell 34 wird dann aus dem Abdruck hergestellt. Als
Wahlmöglichkeit ist das Zahnmodell 34 ein "Steinmodell",
das aus Gips bzw. gebranntem Gips mit Sorgfalt hergestellt ist,
um Blasen im Modell zu vermeiden. Wenn kleine Hohlräume vorhanden
sind, können die Hohlräume mit einer kleinen zusätzlichen
Gipsmenge gefüllt werden. Als Wahlmöglichkeit
weist das Zahnmodell 34 nur die Modellzähne 36 und
ausreichend Modellgingivagewebe 38 auf, um die Modellzähne 36 zusammenzuhalten.
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Als
Alternative kann das Modell 34 unter Verwendung digitaler
Daten, die die Zähne des Patienten und das benachbarte
Gingivagewebe darstellen, hergestellt werden. Die digitalen Daten
können unter Verwendung eines intraoralen Handscanners
oder einer anderen bekannten Vorrichtung gewonnen werden. Als weitere
Alternative können die Digitaldaten dadurch gewonnen werden,
dass ein Abdruck oder ein Steinmodell gescannt wird. Das Modell 34 kann dann
aus den digitalen Daten beispielsweise unter Verwendung eines Stereolithografiedruckers
hergestellt werden.
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Das
Modell 34 kann auch unter Verwendung digitaler Daten in
Verbindung mit einem Fräsprozess hergestellt werden. Beispielsweise
kann eine CNC-Fräsmaschine, ähnlich den CAD/CIM-Fräsmaschinen,
die von Cerec Network in Buelach, Schweiz vertrieben werden, verwendet
werden, um Nachbildungen zu fräsen, die aus Keramik, Verbundstoff oder
anderen Materialien bestehen. Eine intraorale Kamera, ähnlich
den Kameras in Verbindung mit den Cerec-Maschinen, kann auch verwendet
werden, um digitale Daten zu gewinnen, die die Form der Zahnbögen
darstellen. Als Alternative kann ein Scanner verwendet werden, um
einen Abdruck oder ein Modell eines Abdrucks zu scannen, um die
digitalen Daten zu gewinnen.
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Wenn
der Kieferorthopäde den Abdruck nimmt, könnte
er entweder den Abdruck oder die Nachbildung an einen Hersteller
von Indirektklebtrays schicken. Als Alternative könnte
der Arzt eine digitale Datei gescannter Zähne schicken.
In beiden Fällen schickt der Arzt vorzugsweise auch seine
Anweisungen in Bezug auf die Platzierung des Apparats an den Zähnen.
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Vorzugsweise
ist das Modell 34 eine genaue Darstellung der Mundstruktur
des Patienten. Insbesondere haben die Modellzähne 36 eine
Konfiguration und Ausrichtung, die mit der Konfiguration und Ausrichtung
der entsprechenden Zähne des orthodontischen Patienten
identisch ist. Außerdem hat das Modellgingivagewebe 38 eine
Form, die der Form der entsprechenden Abschnitte des Gingivagewebes des
Patienten entspricht.
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Diese
Abgabeeinheit 16 weist auch mehrere Klebstoffapplikatoren 42 auf,
von denen jeder mit einem jeweiligen der Modellzähne 36 verbunden
ist. In dieser Ausführungsform weist jeder Klebstoffapplikator 42 eine
Anordnung kleiner elastischer Fasern auf, die in einer Aussparung 44 aufgenommen
sind, die sich in einem Front- oder Labialabschnitt der Oberfläche
der Modellzähne 36 befindet. Vorzugsweise ragen
die Fasern in labialer Richtung geringfügig an den benachbarten
Abschnitten der Modellzahnfläche vorbei.
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Ein
Beispiel eines geeigneten Applikators 42 ist der Außenspitzenabschnitt
eines Einwegapplikators von Microbrush Corporation in Grafton, Wisconsin
und wird unter dem Markennamen "Microbrush" vertrieben. Der äußere
Spitzenabschnitt dieses Applikators weist Fasern auf, die sich in
einer im allgemeinen radialen Richtung nach außen erstrecken. Der
Spitzenabschnitt, der die Fasern trägt, wird von einem
langgestreckten Griff des Applikators abgetrennt und in der Vertiefung 44 des
Modellzahns 36 platziert. Eine kleine Klebstoffmenge kann
verwendet werden, um den Spitzenabschnitt an Ort und Stelle festzuhalten.
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Weitere
Beispiel für geeignete Applikatoren 42 sind Vliesstoffunterlagen
und Teilstücke aus Filz oder Zellulosematerialien. Die
Applikatoren 42 können auch aus Schaummateria lien
hergestellt sein, wie etwa die Schaummaterialien, die unten in Verbindung
mit den Applikatoren 42a beschrieben sind.
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Eine
orthodontische Klebstoffmenge 46 wird vom Applikator 42 aufgenommen,
wie für das Beispiel in 3 dargestellt.
Der Klebstoff 46, wie er hierin verwendet wird, kann irgendein
orthodontischer Klebstoff sein, der zur Verwendung als Indirektklebstoff
geeignet ist, oder irgendeine Komponente eines solchen Klebstoffs.
Vorzugsweise ist der Klebstoff 46 flüssig und
wird anfangs am oder im Applikator 42 festgehalten. Wenn
der Applikator 42 beispielsweise Fasern aufweist, sättigt
der Klebstoff 46 im Wesentlichen die Fasern.
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Geeignete
Klebstoffe 46 sind u. a. Verbundstoffe, Compomere, Glasionomere
und harzmodifizierte Glasionomere. Beispiele für lichthärtbare
Klebstoffe sind u. a. XT-Haftgrundierung der Marke Transpond, MIP-Haftgrundierung
der Marke Transpond und ein Klebstoff der Marke Transpond LR von
3M Unitek und Klebstoffe der Marken Adper Single Bond, Adper Single
Bond Plus und Adper Scotchbond von 3M ESPE. Beispiele für
chemisch härtende Klebstoffe sind u. a. Klebstoff der Marke
Sondhi, Klebstoff der Marke Concise und Glasionomerzement der Marke Multi-Cure
von 3M Unitek. Wenn Klebstoff 46 eine Komponente eines
Zwei-Komponenten-Klebstoffs ist, kann die andere Komponente vom
Arzt auf die Zähne des Patienten aufgebracht werden, unmittelbar
bevor die Apparate an den Zähnen des Patienten aufgenommen
werden.
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Als
Wahlmöglichkeit weist der Klebstoff
46 eine farbändernde
Eigenschaft auf, die das Beseitigen des Austriebs (d. h. überschüssiger
Klebstoff) entlang des Umfangs der Basis
24 erleichtert,
wenn die Apparate
14 an Ort und Stelle sind. Beispiele
für geeignete farbändernde Klebstoffe sind im
US-Patent 6 960 079 (Brennan
et al.) beschrieben. Der Klebstoff
46 kann Fluoridionen
aufweisen, die im Verlaufe der orthodontischen Behandlung freigegeben werden.
Fluorid kann in einem Compomerklebstoff oder in einem Glasionomerklebstoff
enthalten sein. Die Freigabe von Fluorid in der Mundhöhle
des Patienten trägt dazu bei, die Bildung von Karies zu
reduzieren, und ist besonders nützlich für heranwachsende
Patienten, die bei der Durchführung einer guten Mundhygiene
in der Nähe der Apparate
14 nicht so rigoros verfahren.
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Besonders
bevorzugte flüssige Klebstoffe 46 sind u. a. hydrophile
Zusammensetzungen, wie etwa einige der flüssigen orthodontischen
Haftgrundierungen, die im Handel erhältlich sind. Der flüssige
Klebstoff 46 kann u. a. eine oder mehrere Monomere, Oligomere,
Polymere oder Copolymere oder Gemische aus den Vorangegangenen aufweisen.
Der flüssige Klebstoff 46 kann auch Zusatzstoffe
enthalten, wie etwa Pigmente und/oder Oxidantien. Der flüssige Klebstoff 46 enthält
wahlfrei feste Füllstoffpartikel, wie etwa Quarzstaub oder
Kieselglas, Fluoraluminosilicat, Quarz, Zirconiumdioxid, und die
Füllstoffpartikel könnten wahlfrei beispielsweise
mit Silan, Zirconat oder Titan-Beschichtungen als Dispersionshilfen aufgebracht
werden. Der flüssige Klebstoff 46 kann auch ein
Fluorid freigebendes Material aufweisen, wie etwa Zinkfluorid. Als
weitere Wahlmöglichkeit kann der flüssige Klebstoff 46 ein
Material aufweisen, das dazu dient, den Zahnschmelz zu ätzen,
wenn er in Kontakt mit einem Zahn kommt. Vorzugsweise weist der
flüssige Klebstoff 46 hydrophile Monomere, Oligomere,
Polymere oder Gemische daraus auf, die wahlfrei die Fähigkeit
haben, Feuchtigkeit zu absorbieren und auch verbesserte chemische
Bindung mit Zahnschmelz zu ermöglichen.
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Bevorzugte
feuchtigkeitstolerante oder hydrophile Materialien für
den flüssigen Klebstoff 46 sind u. a. 2-Hydroxyethylacrylat,
2-Hydroxyethylmethacrylat ("HEMA"), Hydroxypropylacrylat, Hydroxypropylmethacrylat,
Glycerol-di-acrylat, Glycerol-di-methacylat, Polyethylenglycolmonomethacrylat,
Polypropylenglycolmonomethacrylat, Tetrahydrofurruryl, Tetrahydrofurfurylmethacrylat,
Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat und dgl. Andere bevorzugte
hydrophile Monomere sind u. a. Glycerolmono- und -diacrylat, Glycerolmono-
und -dimethacrylat, Ethylenglycoldiacrylat, Ethylenglycoldimethacrylat,
Polyethylenglycoldiacrylat (wobei die Anzahl von sich wiederholenden
Etylenoxideinheiten von 2 bis 30 variiert), Polyethylenglycoldimethacrylat [wobei
die Anzahl der sich wiederholenden Ethylenoxideinheiten von 2 bis
30 variiert], insbesondere Triethylenglycoldimethacrylat ("TEGDMA").
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Spezifischere
Beispiele für hydrophile Materialien sind nichtionische
Polymere oder Copolymere, z. B. Polyalkylenoxide (Polyoxymethylen,
Polyethylenoxid, Polypropylenoxid), Polyether (Polyvinylmethylether),
Polyethylenimincopolymere, Polyacrylamide und Polymethacrylamide,
Polyvinylalkohol, verseiftes Polyvinylacetat, Polyvinylpyrrolidon,
Polyvinyloxazolidon, Polymere, die N-oxysuccinimdo-Gruppen enthalten,
ionische oder ionisierbare Polymere und Copolymere, die Polyacrylsäure
enthalten, Polymethacrylsäure in nichtionisierter, partiell
neutralisierter und vollständig neutralisierter Form, Polyethylenimin
und seine Salze, Polyethylensulfonsäure und Polyacrylsulfonsäure
in nichtionisierter, teilweise neutralisierter und vollständig
neutralisierter Form, Polyphosphor- und Polyphosphonsäuren
in nichtionisierter, teilweise neutralisierter oder vollständig
neutralisierter Form.
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Bevorzugte
hydrophile Materialien können hergestellt werden durch
Reaktion von Vinylmonomeren, wie etwa Acrylate, Methacrylate, Crotonate, Itaconate
und dgl., die polare Gruppen enthalten, die sauer, basisch oder
als Salz bereitgestellt werden. Diese Gruppen können auch
ionisch oder neutral sein.
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Beispiele
für polare oder polarisierbare Gruppen sind u. a. neutrale
Gruppen, wie etwa Hydroxy-, Thio-, substituierte und nichtsubstituierte Amidogruppen,
cyclische Ether (wie etwa Oxane, Oxetane, Furane und Pyrane), basische
Gruppen (wie etwa Phosphine und Amine, einschließlich Primär-,
Sekundär-, Tertiäramine), Säuregruppen
(wie etwa Oxosäuren und Thiooxosäuren von C, S,
P, B) und ionische Gruppen (wie etwa quarternäres Ammonium,
Carboxylatsalz, Sulfonsäuresalz und dgl.) und die Vorläufer
und geschützten Formen dieser Gruppen.
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In 3 ist
das Übertragungstray 12 dargestellt, wie es, unmittelbar
bevor es am Zahnmodell 34 aufgenommen wird, aussehen könnte.
In 4 ist das Übertragungstray 12 am
Zahnmodell 34 aufgenommen worden. Wenn das Übertragungstray 12 am Zahnmodell 34 aufgenommen
worden ist, befindet sich die Basis 24 jedes Apparats 14 direkt
vor (d. h. in labialer Richtung) einem entsprechenden Applikator 42,
und infolgedessen berührt die Basis 24 den Klebstoff 46,
der vorher von den Applikatoren 42 aufgenommen worden ist.
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Als
nächstes wird das Übertragungstray 12 vom
Zahnmodell 34 gelöst. Wenn die Apparate 14 von
den jeweiligen Modellzähnen 36 entfernt werden, wird
die entsprechende Klebstoffmenge 46 vom Applikator 42 abgegeben
und verbleibt in Eingriff mit der Basis 24. 5 zeigt
das Übertragungstray 12 und die Apparate 14,
wenn der Klebstoff 46 auf die Basis 24 jedes Apparats 14 übertragen
worden ist. Das Übertragungstray 12, wie in 5 dargestellt,
ist nun zur Verwendung in einem Indirektklebvorgang bereit.
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Die
Schritte des Indirektklebvorgangs werden teilweise durch den bestimmten
Klebstoff 46 bestimmt, der vom Arzt gewählt wird.
Wenn beispielsweise Plus-Self-Etching-Haftgrundierung der Marke Transpond
von 3M Unitek gewählt wird, werden die Zähne des
Patienten, die die Apparate 14 aufnehmen sollen, nach Bedarf
unter Verwendung von Wangenretraktoren, Zungenschutz, Baumwollrollen,
Trockenwinkel und/oder anderen Artikel getrennt. Übermäßiges
Wasser wird dann unter Verwendung von Druckluft aus einer Luftspritze
von den Zähnen entfernt. Nachdem die Grundierung nach den
Anweisungen des Herstellers gemischt worden ist, wird die Grundierung
für 3 bis 5 s in dem allgemeinen Bereich, der von den Apparaten 14 überzogen
werden soll, auf die Zähne gerieben, wobei Vorsicht geboten ist,
um zu verhindern, dass die Ätzlösung in die interproximalen
Kontakte fließt und Haut oder Gingiva in Beschlag nimmt.
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Nachdem
die Haftgrundierung auf alle Zähne des Zahnbogens aufgebracht
worden ist, wird eine 3 s lange sanfte Luftdusche auf jeden Zahn
gerichtet, um die Haftgrundierung zu einem dünnen Film
zu trocknen.
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Vorzugsweise
werden die Zahnpräparierungsschritte, wie oben erwähnt,
durchgeführt, bevor der Klebstoff 46 auf die Basis 24 der
Apparate 14 übertragen wird, wie in 4 gezeigt.
Auf diese Weise ist der Klebstoff 46 nicht übermäßig
dem Umgebungslicht, der Luft oder Verschmutzungen ausgesetzt, und
das Tray 12 kann unmittelbar über dem Zahnbogen
des Patienten platziert werden, sobald das Tray 12 vom
Zahnmodell 34 getrennt worden ist.
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Die
Schale 20 wird dann über den entsprechenden Zähnen
positioniert und angeordnet, gegebenenfalls mit einer schwen kenden
gelenkartigen Bewegung. In 5 ist ein
exemplarischer Zahn des Patienten mit dem Bezugszeichen 48 bezeichnet.
Da die Form des Kanals 18 des Matrixmaterials 22 der Form
des darunter liegenden Zahns 48 entspricht, werden die
Apparate 14 gleichzeitig auf die darunter liegenden Zähne 48 an
genau bestimmten Stellen angeordnet, die den vom Arzt gewählten
vorherigen Stellen entsprechen. Vorzugsweise wird dann Druck auf
die okklusalen labialen und bukkalen Flächen der Schale 20 ausgeübt,
bis zu der Zeit, wo der Klebstoff 46 hinreichend gehärtet
ist. Gegebenenfalls kann Fingerdruck verwendet werden, um die Apparate 14 gegen
die Schmelzflächen der Zähne des Patienten 48 zu
drücken.
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Wenn
der Klebstoff 46 gehärtet ist, wird die Schale 20 sorgfältig
vom Zahnbogen des Patienten entfernt. Vorzugsweise wird die Schale 20 zuerst
vom Matrixmaterial 22 getrennt, das über dem Zahnbogen zusammen
mit den Apparaten 14 an Ort und Stelle verbleibt. Als nächstes
wird das Matrixmaterial 22 von den Apparaten 14 gelöst.
Ein Handinstrument, wie etwa ein Scaler (Zahnsteinentfernungsinstrument),
kann verwendet werden, um dazu beizutragen, jeden Apparat 14 an
der Oberfläche des jeweiligen Zahns 48 des Patienten
festzuhalten, wenn das Matrixmaterial 22 von den Apparaten 14 abgelöst wird.
Jedoch ist in Fällen, wo ein relativ weiches Matrixmaterial
verwendet wird oder dieses sich sonst wie ohne weiteres von den
Apparaten 14 löst, die Verwendung eines Scalers,
der dazu beitragen soll, das Brechen der frischen Klebverbindung
zu vermeiden, als Wahlmöglichkeit gegeben.
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Als
weitere Wahlmöglichkeit kann die Schale 20 vom
Matrixmaterial 22 getrennt werden, bevor der Klebstoff 46 gehärtet
ist. Diese Wahlmöglichkeit ist besonders geeignet, wenn
der Klebstoff 46 ein lichthärtbarer Klebstoff
ist.
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Nachdem
das Matrixmaterial
22 von den Apparaten
14 gelöst
worden ist, wird ein Drahtbogen in den Schlitzen der Apparate
14 platziert
und an Ort und Stelle ligiert. Geeignete Ligationsvorrichtungen sind
u. a. winzige elastische O-Ringe sowie Drahtteilstücke,
die in einer Schleife um die Apparate
14 gebunden werden.
Als weitere Wahlmöglichkeit können die Apparate
14 selbstligierende
Apparate sein, die eine Verriege lung zum lösbaren Eingriff
des Drahtbogens aufweisen, wie etwa diejenigen, die im
US-Patent 6 582 226 (Jordan et al.)
und
6 554 612 (Georgakis
et al.) und in der PCT-Veröffentlichung
WO 02/089693 (Georgakis et al.)
beschrieben sind.
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Vorzugsweise
wird die Lage der Applikatoren 42 an den Modellzähnen 36 entsprechend
gewählt, um den Stellen der Apparate 14, wenn
die Apparate 14 an den Zähnen des Patienten 48 aufgenommen worden
sind, zu entsprechen.
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Als
eine Technik können Handinstrumente, z. B. Lehren, verwendet
werden, um die Stelle der Applikatoren 42 an den Modellzähnen 36 zu
bestimmen, so dass die Aussparungen 44 an einer entsprechenden
Stelle vorgesehen sind. Wenn beispielsweise ein Drahtbogenschlitz
eines bestimmten Apparats 14 5 mm vom inzisalen Rand des
Zahns des Patienten entfernt sein soll, kann eine 5-mm-Lehre verwendet
werden, um eine Bleistiftlinie auf dem Modellzahn 36 zu
ziehen, die 5 mm von seinem inzisalen Rand entfernt ist. Als nächstes
wird die Schnittlinie der Längsachse des Modellzahns 36 entlang
einer gezogenen Bleistiftlinie unter Verwendung einer optischen Bewertung
der Form des Modellzahns 36 markiert, um die Lage der Längsachse
zu bestimmen. Der Schnittpunkt stellt die Mitte der Stelle für
die Aussparung 44 dar.
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Als
weitere Wahlmöglichkeit kann Computersoftware verwendet
werden, um die richtige Platzierung des gewählten Apparats
14 und
somit die richtige Platzierung der Aussparung
44 für
den Applikator
42 zu bestimmen. Zum Beispiel wünscht
der Arzt vielleicht, dass der Apparat
14 mit dem fazialen
Achspunkt der klinischen Krone (dem "FA-Punkt") des Zahns ausgerichtet
wird, so dass der Drahtbogenschlitz des Apparats
14 in
einer Ebene parallel zur okklusalen Ebene des Patienten und zur
okklusal-gingivalen Achse des Apparats
14 mit der Längsachse
des Zahns
48 des Patienten ausgerichtet wird. Die Software
benutzt eine digitale Datei, die den Zahn
48 des Patienten
darstellt, und bestimmt die Stelle des FA-Punkts. Der FA-Punkt am
Modellzahn
36, der dem gleichen FA-Punkt auf dem Zahn
48 des Patienten
entspricht, wird dann festgelegt. Zusätzlich werden dann
die Ausrichtung des Drahtbogenschlitzes
32 und die okklusal-gingivale
Achse des Apparats
14 in Bezug auf den Mo dellzahn
36 unter
Verwendung des FA-Punkts des Modellzahns
36, einer Bestimmung
der okklusalen Ebene des Zahnbogens und einer Bestimmung der Längsachse
des Modellzahns
36 bestimmt. Ein geeignetes Computerprogramm
zur Bestimmung der Längsachse eines Zahns ist in der
US-Veröffentlichung
2004/0054304 (Raby) beschrieben.
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In
Fällen, wo das Zahnmodell 34 durch einen Stereolithografieprozess
hergestellt wird, können die Aussparungen 44 zur
gleichen Zeit hergestellt werden, wie das Zahnmodell 34 hergestellt
wird. Als Alternative werden in Fällen, wo das Zahnmodell 34 auch
verwendet wird, um das Übertragungstray 12 herzustellen,
die Aussparungen 44 ausgebildet, nachdem das Tray 12 hergestellt
worden ist. Zusätzlich entspricht die Form der Applikatoren 42 vorzugsweise
der Gesamtform der Basis 24 des entsprechenden Apparats 14.
Ein solcher Aufbau trägt dazu bei, sicherzustellen, dass
der Klebstoff 46 nur auf die Basis 24 der Apparate 14 und
nicht auf benachbarte Wandflächen des Übertragungstrays 12,
die dem Kanal 18 gegenüberliegen, übertragen
wird.
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Die
Abgabeeinheit 16 ist insofern vorteilhaft, als die Basen 24 einer
Anzahl von Apparaten 14 gleichzeitig mit einer Klebstoffmenge 46 beschichtet werden.
Infolgedessen wird das einzelne, nacheinander erfolgende Aufbringen
des Klebstoffs 46 auf die Basis 24 jedes Apparats 14 vermieden.
Außerdem kann die Klebstoffmenge 46, die auf jedem
der Applikatoren 42 aufgenommen wird, vom Hersteller vorher unter
Verwendung automatisierter Abgabetechnik genau bemessen werden,
um dazu beizutragen, sicherzustellen, dass eine richtige Klebstoffmenge 46 in
die Basis 24 jedes Apparats 14 übertragen
wird. Zum Beispiel kann eine luftbetätigte Spritzenabgabeeinheit,
die mit dem Ende eines Roboterarms verbunden ist, vom Hersteller
verwendet werden, um den Klebstoff 46 auf die Applikatoren 42 abzugeben.
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Als
zusätzliche Wahlmöglichkeit kann die Klebstoffmenge 46,
die auf jeden Applikator 42 aufgebracht wird, entsprechend
dem Typ des Apparats 14 und/oder der Gesamtgröße
der Basis 24 des Apparats 14 variieren. Ferner
kann die Charakteristik des Klebstoffs 46 von einem Applikator 42 zum nächsten
variieren.
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Beispielsweise
kann der Klebstoff
46 in seiner Viskosität, Klebrigkeit,
Haftfestigkeit, Hydrophilizität, Farbänderungsfähigkeit,
Komposition und/oder seinem Härtungsmechanismus entsprechend
dem Typ des Apparats
14 oder der Lage des Zahns
48 im Zahnbogen
variieren. Beispiele für Wahlmöglichkeiten zum
Variieren der Charakteristik des Klebstoffs
46 von Applikator
42 zu
Applikator
42 sind in der
US-Patentveröffentlichung 2005/0133384 (Cinader et
al.) beschrieben.
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Die
Anordnung 10 ist besonders vorteilhaft bei Verwendung in
der Praxis des Arztes in Fällen, wo der Klebstoff 46 eine
relativ geringe Viskosität hat. In diesem Fall wird das Übertragungstray 12 am Zahnmodell 34 platziert,
um den Klebstoff 46 unmittelbar vor der Verwendung auf
die Apparate 14 zu übertragen. Daher besteht eine
geringere Wahrscheinlichkeit, dass der Klebstoff 46 unter
dem Einfluss der Schwerkraft über die Basis 24 der
Apparate 14 nach unten gleitet und sich vor der Zeit, in
der die Basis 24 über den Zähnen des
Patienten platziert wird, vom Apparat 14 löst.
Vorzugsweise werden das Übertragungstray 12 und
die Abgabeeinheit 16 an die Praxis des Arztes gleichzeitig
versandt und vorzugsweise in verschiedenen Fächern des
gleichen Behälters.
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Das Übertragungstray 12,
wie in 1 bis 5 dargestellt, ist entsprechend
aufgebaut, um sich im Wesentlichen entlang des gesamten Zahnbogens
des Patienten zu erstrecken. Als Alternative kann das Übertragungstray 12 jedoch
kürzer sein und eine entsprechende kleinere Anzahl von
Apparaten 14 tragen. Beispielsweise kann das Übertragungstray 12 entsprechend
aufgebaut sein, um nur auf einen Quadranten des Zahnbogens des Patienten
zu passen und nur diese Apparate 14 für einige oder
alle der Zähne dieses Quadranten zu enthalten.
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Eine
orthodontische Anordnung 10a gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in 6 dargestellt.
Die Anordnung 10a weist ein Übertragungstray 12a und
eine Anzahl von Apparaten 14a auf, die mit dem Übertragungstray 12a lösbar
verbunden sind. Die Anordnung 10a weist auch eine Abgabeeinheit 16a auf,
die das Übertragungstray 12a zum Aufbringen von
Klebstoff 46a auf die Apparate 14a bei Bedarf
lösbar aufnimmt.
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Die
Abgabeeinheit 16a weist ein Zahnmodell 34a mit
mehreren Modellzähnen 36a auf. Eine Anzahl von
Applikatoren 42a sind mit labialen Flächen der
Modellzähne 36a verbunden, und eine Menge des
Klebstoffs 46a wird anfänglich auf jedem der Applikatoren 42a aufgenommen.
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Die
Applikatoren 42a funktionieren insofern ähnlich
wie die Applikatoren 42, als die Applikatoren 42a dazu
dienen, den Klebstoff 46a auf die Basis der Apparate 14a aufzubringen,
wenn das Übertragungstray 12a über dem
Zahnmodell 34a platziert ist. In dieser Ausführungsform
weisen jedoch die Applikatoren 42a ein flaches bahnähnliches
Teilstück einer Abgabefläche auf, die den Klebstoff 46a bei
Bedarf ohne weiteres für eine Übertragung auf
die Apparate 14a abgibt. Vorzugsweise gibt jeder Applikator 42a den
Klebstoff 46a ohne weiteres so ab, dass, wenn überhaupt,
wenig Klebstoff 46a auf dem Applikator 42a verbleibt.
Außerdem bewirkt in den Fällen, wo der Klebstoff 46a eine
Paste und keine Flüssigkeit ist, der Applikator 42a,
dass der Klebstoff 46a sich ohne übermäßige
Verzerrung der Gesamtform des Klebstoffs 46a ablöst.
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Beispiele
für geeignete Abgabeflächen sind u. a. Polymerschäume
entweder mit einer offenzelligen Struktur oder einer geschlossenzelligen
Struktur. Wenn die Abgabefläche Schaum aufweist, ist der Schaum
vorzugsweise ein geschlossenzelliger Schaum, ist vorzugsweise komprimierbar
und ist vorzugsweise nachgiebig.
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Vorzugsweise
hat die nach außen weisende, labiale Seite der Schaumabgabefläche
Poren mit einem Durchmesser, der zum größten Teil,
wenn nicht gänzlich, im Bereich von etwa 0,00005 Zoll (0,001 mm)
bis etwa 0,03 Zoll (0,8 mm) liegt. Besonders bevorzugt ist der Durchmesser
der Poren, wenn er zum größten Teil, wenn nicht
gänzlich, im Bereich von etwa 0,001 Zoll (0,02 mm) bis
etwa 0,01 Zoll (0,2 mm) liegt. Ein Beispiel für eine geeignete
mittlere Porengröße ist ein Durchmesser von 0,004
Zoll (0,1 mm) oder als Alternative im Bereich von etwa 0,006 Zoll
(0,15 mm) bis etwa 0,01 Zoll (0,2 mm). Die Porengröße
wird dadurch bestimmt, dass ihr Durchmesser in einer Referenzebene
parallel zur Ebene der oberen Fläche bestimmt wird. Wenn
die Pore in dieser Bezugsebene keine kreisförmige Form
hat, wird die Porengröße dadurch bestimmt, dass
der Durchmesser eines Kreises, der eine Fläche darstellt,
die gleich der Fläche der Pore in einer solchen Bezugsebene
ist, berechnet wird.
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Besonders
bevorzugte Schaummaterialien für die Abgabefläche
des Applikators 42a sind u. a. Polyolefinschäume,
wie etwa Polyethylenschäume, Polybutylenschäume
und Polypropylenschäume oder Mischungen aus den Vorgenannten.
Polyvinylchloridschäume, Polyurethanschäume und
Schaumcopolymere können auch verwendet werden. Beispiele
für geeignete Polyethylenschäume sind u. a. Schäume
der Marke Minicel der Serien L, M, S und T (wie etwa die Serien
M200, M300 und T300) von Voltek. Ein weiterer geeigneter Schaum
ist ein gespaltener Schaum 9EO der Marke Volara von Voltek. Als Wahlmöglichkeit
kann die Außenschicht der Zellen des Schaums erwärmt
werden, um die Poren zu "versiegeln" oder deren Größe
schrumpfen zu lassen, indem der Porendurchmesser reduziert wird
und/oder die Porentiefe in Richtungen senkrecht zur Ebene der oberen
Fläche reduziert wird.
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Wenn
es sich zeigt, dass der gewählte Schaum einen oder mehrere
der Fluidkomponenten des Klebstoffs 46a mit der Zeit absorbiert,
dann könnte der Schaum auf eine bestimmte Weise modifiziert werden,
wenn die Abgabecharakteristik des Schaums nicht übermäßig
beeinträchtigt ist. Beispielsweise könnte die
labiale Seite der Abgabefläche geschmolzen oder mit einem
organischen oder anorganischen Trägermaterial beschichtet
werden, um einige oder alle Poren teilweise zu schließen.
Als Wahlmöglichkeit ist das Barrierematerial ein härtbares
monomeres System, das gehärtet oder teilweise gehärtet
wird, um eine vernetzte Barriere herzustellen, entweder in der oberen
Fläche, im Körper des Schaummaterials oder in
beiden. Als weitere Möglichkeit wird der Schaum in einer
flüssigen Komponente, die die Absorptionstriebkraft reduziert,
aufgebracht oder teilweise aufgebracht (und möglicherweise
getaucht).
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Wenn
die Abgabelösefläche aus einem Material besteht,
das nicht Schaum ist, wie oben beschrieben, können möglicherweise
die oben erwähnten vorhandenen Poren unter Verwendung irgendeines
anderen geeigneten Prozesses oder einer anderen geeigneten Struktur
hergestellt werden. Beispielsweise kann eine Anzahl von Partikeln,
wie etwa kugelförmige oder unregelmäßig
geformte Perlen, Splitter oder Partikel aus Glas, Keramik, Metall
oder anderen Materialien auf einer Verstärkungsschicht der
Abgabefläche fixiert werden, um Poren bereitzustellen.
Als weitere Alternative kann die obere Fläche Erhöhungen,
Vorsprünge oder eine andere Struktur haben, entweder zufällig
oder wiederkehrend, um eine Anzahl von kleinen Poren bereitzustellen.
Die Poren können unter Verwendung einer Mikroreplikationstechnik
hergestellt sein, wie etwa die Verfahren, die im
US-Patent 5 152 917 (Pieper et al.)
und
5 500 273 (Holmes
et al.) offenbart sind.
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Die
Abgabefläche des Applikators 42a kann als Alternative
ebenso aus anderen Materialen hergestellt sein. Beispielsweise wenn
der Klebstoff 46a eine Paste ist, kann die Abgabefläche
aus anderen Polymeren, Copolymeren oder Gemischen aus Polymeren
und Copolymeren hergestellt sein, wie etwa Polyester, Polyolefine,
Polyurethane, Fluorpolymere, (Meth)acryl, Silikone, Epoxide, synthetische
Kautschuke, Polycarbonate oder Vinyle. Wenn der Klebstoff 46a eine
Flüssigkeit ist, kann die Abgabefläche auch aus
einem Vliesmaterial, Zellulosematerial, Keramik, Glas oder Metall
bestehen.
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Wenn
der Klebstoff 46a eine Paste ist, weist die Abgabefläche
gegebenenfalls eine Menge einer flüssigen Zusammensetzung
auf, die sich über die obere Fläche erstreckt
und in Kontakt mit dem Klebstoff 46a ist. Die flüssige
Zusammensetzung kann entweder eine angrenzende Flüssigkeitsschicht
oder eine nichtangrenzende Schicht sein, wie etwa eine strukturierte
oder gedruckte Beschichtung oder eine zufällig aufgebrachte
Beschichtung. Die flüssige Zusammensetzung kann aus irgendeinem
flüssigen Material bestehen, das die Abgabe des Klebstoffs 46a von
der Abgabefläche bei Bedarf erleichtert, und kann, wenn
sie härtbar ist, ungehärtet bleiben oder teilweise
oder vollständig gehärtet werden, wenn sie auf
der Abgabeeinheit 16a ist.
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Wenn
die als Möglichkeit gegebene flüssige Zusammensetzung
verwendet wird, wird die flüssige Zusammensetzung vorzugsweise
zumindest teilweise von dem Abgabesubstrat entfernt, wenn der Klebstoff 46a sich
von der Abgabefläche löst, und verbleibt während
der Verklebung des Apparats 14a mit dem Zahn des Patienten
bei dem Klebstoff 46a.
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Vorzugsweise
verbessert die flüssige Zusammensetzung die Eigenschaften
des Klebstoffs 46a. Beispielsweise kann die flüssige
Zusammensetzung, die auf den Klebstoff 46a übertragen
wird, die Klebrigkeit des Klebstoffs 46a erhöhen,
kann die Befeuchtungsfähigkeit des Klebstoffs 46a erhöhen und/oder
kann die Feuchtigkeitstoleranzcharakteristik des Klebstoffs 46a erhöhen.
Diese verbesserten Eigenschaften können die Klebung des
Apparats 14a erleichtern und auch die Wahrscheinlichkeit
des spontanen Ablösens des Apparats 14a während
der orthodontischen Behandlung verringern. Bevorzugte flüssige
Zusammensetzungen sind u. a. hydrophile Zusammensetzungen, wie etwa
einige der flüssigen orthodontischen Grundierungen, die
im Handel erhältlich und oben ausführlich beschrieben
sind. Vorzugsweise "härtet" die flüssige Zusammensetzung
in dem Klebstoff 46a aus, wenn der Klebstoff hart wird, d.
h. die flüssige Zusammensetzung polymerisiert mit dem Klebstoff.
Als Wahlmöglichkeit wird die flüssige Zusammensetzung
insgesamt oder teilweise im Klebstoff vernetzt, wenn der Klebstoff
hart wird. Ferner ist die flüssige Zusammensetzung vorzugsweise mit
dem Klebstoff über eine verlängerte Zeitdauer nicht
mischbar, so dass die flüssige Zusammensetzung sich nicht übermäßig
mit dem Klebstoff vermischt, bevor der Klebstoff härtet.
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Zusätzliche
Information in Bezug auf die Abgabeschicht der Applikatoren
42a,
einschließlich anderer alternativer Aufbaumöglichkeiten
und Materialien, finden sich im
US-Patent
6 183 249 (Brennan et al.). Als Wahlmöglichkeit
kann die Abgabefläche des Applikators
42a einen
Teil des Modellzahns
36a umfassen oder eine Beschichtung
sein, die auf dem Modellzahn
36a aufgebracht wird.
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Andere
Aspekte der Anordnung 10a sind im wesentlichen die gleichen
wie entsprechende Aspekte der Anordnung 10. Infolgedessen
muss eine ausführliche Beschreibung solcher ähnlicher
Aspekte nicht wiederholt werden.
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Eine
orthodontische Anordnung 10b gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in 7 dargestellt.
Die orthodontische Anordnung 10b weist eine Platzierungsvorrichtung
oder Platzierungsschablone 12b sowie eine Abgabeeinheit
auf. Die Abgabeeinheit ist nicht in den Zeichnungen dargestellt,
aber ist vorzugsweise identisch oder ähnlich wie die oben
beschriebene Abgabeeinheiten 16, 16a.
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Die
Platzierungsschablone 12b funktioniert auf eine ähnliche
Weise wie das Übergabetray 12, 12a, indem
sie einen Kanal 18b mit einer Konfiguration aufweist, der
einem Abschnitt des Zahnbogens des Patienten entspricht. Die Platzierungsschablone 12b weist
einen Körper 19b auf, der den Kanal 18b definiert.
Vorzugsweise besteht der Körper 19b aus einem
weichen Material, wie etwa gehärtetes Silikonabdruckmaterial.
Beispiele geeigneter Abdruckmaterialien sind u. a. Abdruckmaterial
der Marke "Express STD" von 3M ESPE und andere handelsübliche
Polyvinylsiloxan-Abdruckmaterialien. Das Silikonmaterial der Marke
"RTV615" von General Electric kann auch verwendet werden.
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Die
Platzierungsschablone 18b weist auch eine Serie von Armen 21b auf,
die jeweils eine im allgemeinen L-förmige Konfiguration
haben. Eine Seite jedes Arms 21b ist im Körper 19b eingebettet,
und die andere Seite des Arms 21b ist mit einem orthodontischen
Apparat 14b lösbar verbunden. Als Wahlmöglichkeit
bestehen die Arme 21b aus einem preiswerten Kunststoffmaterial,
wie etwa Polycarbonat.
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Die
lösbare Verbindung zwischen dem Arm 21b und dem
Apparat 14b kann irgendeine geeignete Koppeleinrichtung
entsprechend der Konfiguration oder dem Typ des Apparats 14b aufweisen.
In dem gezeigten Beispiel erstreckt sich der Arm 21b entlang eines
vertikalen Kanals zwischen voneinander beabstandeten Verbindungsschenkeln
des Apparats 14b. Der Arm 21b ist so aufgebaut,
dass der Apparat 14b mit dem Arm 21b durch Reibung
verkoppelt bleibt, bis der Klebvorgang beendet und der Klebstoff
gehärtet ist.
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Andere
Typen von lösbaren Verkopplungen sind auch möglich,
beispielsweise kann der Arm 21b ein Elastomerteil aufweisen,
das sich eng anliegend um die Verbindungsschenkeln des Apparats 14b erstreckt
und mit dem Apparat 14b in Eingriff bleibt, bis zu der
Zeit, in der der Klebvorgang beendet ist. Als weitere Wahlmöglichkeit
ist ein Klebstoff vorgesehen, um den Arm 21b mit dem Apparat 14b lösbar
zu verkoppeln.
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Bei
Verwendung der Platzierungsvorrichtung oder Platzierungsschablone 12b wird
der Klebstoff durch die Abgabeeinheit auf die Basis der Apparate 14b übertragen,
und der Körper 19b wird dann über den
okklusalen Teilstücken der Zähne des gewählten Zahnbogens
platziert. Die Arme 21b sind entsprechend aufgebaut, um
mit den Zähnen an den richtigen vorgewählten Klebstellen
in Eingriff zu treten, sobald der Körper 19b an
Ort und Stelle angeordnet ist. Fingerdruck auf die Arme 21b kann
jedoch bei Bedarf angewendet werden, um sicherzustellen, dass die Basis
der Apparate 14b in engem Kontakt mit der Schmelzfläche
der Zähne des Patienten ist.
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Wenn
der orthodontische Klebstoff gehärtet ist, wird die Platzierungsschablone 12b aus
der Mundhöhle des Patienten entfernt, indem der Körper 19b von
den okklusalen Teilstücken der Zähne des Patienten
getrennt wird. Zu dieser Zeit lösen sich die Arme 21b von
ihren jeweiligen Apparaten 14b, so dass die Letzteren an
Ort und Stelle mit den Zähnen des Patienten fest verbunden
verbleiben.
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Eine
Anzahl weiterer Variationen, Modifikationen und Zusätze
sind auch möglich, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
Beispielsweise können die oben beschriebenen Applikatoren
in Bezug auf die Modellzähne beweglich sein, so dass jeder
Applikator in einer Richtung zu der Basis der entsprechenden Apparate
bewegt werden kann, wenn die Platzierungsvorrichtung am Modellbogen
aufgenommen worden ist. Als noch eine weitere Wahlmöglichkeit
muss die Abgabeeinheit keinen Modellzahnbogen enthalten, sondern
kann stattdessen eine Struktur aufweisen, die die Platzierungsvorrichtung
in einer Zusammengehörigkeitsbeziehung mit Applikatoren
aufnimmt, die sich in der entsprechenden räumlichen Beziehung
befinden, um Klebstoff auf die entsprechenden Apparate aufzubringen.
-
Außerdem
soll die vorstehende Beschreibung verschiedene Aspekte der Erfindung
beispielhaft darstellen, und es sind andere Variationen möglich.
Folglich soll die Erfindung nicht als auf die oben beschriebenen
gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen beschränkt
verstanden werden, sondern wird statt dessen nur durch einen angemessenen
Schutzbereich der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente
beschränkt.
-
Zusammenfassung
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Eine
orthodontische Anordnung (10) weist eine Apparatplatzierungsvorrichtung
(12) auf, wie etwa ein Indirektklebübertragungstray
oder eine Platzierungsschablone. Eine Anzahl orthodontischer Apparate
(14), wie etwa Brackets, werden mit der Platzierungsvorrichtung
lösbar verbunden. Die Anordnung weist auch eine Abgabeeinheit
(16) auf, die dafür eingerichtet ist, die Platzierungsvorrichtung
aufzunehmen und gleichzeitig eine Klebstoffmenge auf die Basen der
Apparate aufzubringen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 5971754 [0013, 0038]
- - US 6123544 [0013]
- - US 7020963 [0013, 0038]
- - US 6960079 [0052]
- - US 6582226 [0066]
- - US 6554612 [0066]
- - WO 02/089693 [0066]
- - US 2004/0054304 [0069]
- - US 2005/0133384 [0073]
- - US 5152917 [0083]
- - US 5500273 [0083]
- - US 6183249 [0088]